外文翻譯--倒立擺的控制最合適的算法  中文版.doc_第1頁
外文翻譯--倒立擺的控制最合適的算法  中文版.doc_第2頁
外文翻譯--倒立擺的控制最合適的算法  中文版.doc_第3頁
外文翻譯--倒立擺的控制最合適的算法  中文版.doc_第4頁
外文翻譯--倒立擺的控制最合適的算法  中文版.doc_第5頁
已閱讀5頁,還剩5頁未讀, 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

倒立擺的控制最合適的算法摘要本文的主要內容是PID調節(jié)器三種算法之間的比較。在這種情況下調節(jié)來自于所需垂直位置參數(shù)的偏差。調節(jié)器的結構和自動駕駛儀是相同的,都用于飛機俯仰角穩(wěn)定。三種不同的結構的算法描述和這些結構之間不同的比例、積分和微分的增益是相互連接的。目標是使倒立擺能夠找到最合適的算法結構。使之獲得最好的系統(tǒng)的穩(wěn)定性,穩(wěn)定的角度范圍寬,結構比較簡單,沒有超出規(guī)定的輸入的局限性。關鍵詞:倒立擺;推力矢量噴管;PID調節(jié)器;自動駕駛儀1引言倒立擺是一個典型的不穩(wěn)定系統(tǒng)的例子,它被廣泛用作測試控制算法(PID控制器、神經網絡、模糊邏輯等)的基準。本系統(tǒng)研究了在火箭起飛后的彈動力學,或者是在低動態(tài)壓力不穩(wěn)定的條件下推力矢量飛機飛行的條件?;鸺目刂茊栴}主要是使它保持在一個垂直的狀態(tài)上當它的火箭加速時1。倒立擺的擺角位置通過輸入力來控制。在這種情況下,控制力是在矢量噴管的系統(tǒng)中產生的,在那里力和噴管偏轉是成正比的。位置限制(20)、速率限制(60度/秒)和噴嘴動力學通過第二階傳遞函數(shù)都被表示出來2,在之后系統(tǒng)的模型向量噴嘴也被簡要的描述出來。對這個倒立擺模型的非線性系統(tǒng)進行分析得到:222cosdxddMmmlmlFdtdtdt(1)222cossinddxJmlmlmldtdt(2)其中M小車的質量,m-倒立擺擺桿質量,L擺桿轉動軸心到桿質心的長度,J-擺桿慣量,偏離垂直位置角度,X車位置坐標,g-重力加速度,F(xiàn)輸入力。通過這些參數(shù),可以得到系統(tǒng)的實際模型。該系統(tǒng)將用于所選擇的控制系統(tǒng)的最終的非線性分析。方程(3)為系統(tǒng)的傳遞函數(shù),它是利用控制器的設計和調節(jié)器的參數(shù)設置來對系統(tǒng)進行分析的:522221,2815101,90836nlsKJmlUsswssgJ(3)其中K增益的系統(tǒng),wn固有頻率系統(tǒng)。這個函數(shù)很容易分析,可以看出PID調節(jié)器設計也不復雜。2第一算法第一種算法描述的結構如下3:zFsPsssDs(4)F(s)-倒立擺所受外界作用力;Z(s)所需的角度值;P,D調節(jié)器的系數(shù)。這種自動駕駛儀的結構包括兩個循環(huán)外部和內部,如圖1所示:圖1第一算法的結構傳遞函數(shù)的內循環(huán)是:2222221oooKsswKsKDssKDswsw(5)和整個系統(tǒng)的傳遞函數(shù):22()zosKPssKDsKPw(6)通過對P、D參數(shù)的計算及方程(6)得出:222spspspsww(7)從以往的公式,你可以找到相似飛機的短周期模式和相同的標準,短期內阻尼sp和頻率wsp是可用的為這個目的,標準的短周期阻尼和頻率根據(jù)4,5,6是:0.351.3;sp1/secspwrad把方程(6)和表達式(7)合并得:2222()2ospspspsKDsKPwsww系數(shù)D可以計算:12spspJDwkgmsl(8)和系數(shù)P:22spJDwmgkgmsl(9)圖2顯示了階躍響應,輸入信號最終值階躍函數(shù)為:/10。這個值是從方程的近似計算(1)和(2)得到的。系數(shù)P值為:P=461049和系數(shù)D為:D=312133。圖2角的時間響應你可以看到圖3,當t=0的輸入力超過這個結構限制時,它將不可用于進一步的設計。圖3輸入力的響應時間3第二算法第二個算法給出了跟蹤控制法【3】:zPsIFssDssss(10)I系數(shù)的選擇和PID調節(jié)器的積分系數(shù)及其他參數(shù)的選擇是一樣的,如公式(4)。自動駕駛儀的結構如圖4所示。圖4第二算法的結構該模型由2循環(huán)也從內在和外在循環(huán)及傳遞函數(shù)中給出了有效的內部循環(huán)方程(5)。包括外層循環(huán),最終的轉移函數(shù)是:322zosKPsKIssKDsKPwsKI(11)第三階系統(tǒng)的二項標準的形式描述了所需的時間響應【3】:322333zzzswswswWz是期望值的自然頻率。P,I,D系數(shù):223zJPwmgkgmsl(12)33zJIwkmgsl(13)13zJDw

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論